1.问题提出:有同样大小正方形256个,拼成如图1所示的16×16的一个大的正方形.请问如果用一条直线穿过这个大正方形的话,最多可以穿过多少个小正方形?

我们先考虑以下简单的情况:一条直线穿越一个正方形的情况.(如图2)
从图2中我们可以看出,当一条直线穿过一个小正方形时,这条直线最多与正方形上、下、左、右四条边中的两个边相交,所以当一条直线穿过一个小正方形时,这条直线会与其中某两条边产生两个交点,并且以两个交点为顶点的线段会全部落在小正方形内.
这就启发我们:为了求出直线L最多穿过多少个小正方形,我们可以转而去考虑当直线L穿越由小正方形拼成的大正方形时最多会产生多少个交点.然后由交点数去确定有多少根小线段,进而通过线段的根数确定下正方形的个数.
再让我们来考虑3×3正方形的情况(如图3):为了让直线穿越更多的小正方形,我们不妨假设直线L右上方至左下方穿过一个3×3的正方形,我们从两个方向来分析直线l穿过3×3正方形的情况:从上下来看,这条直线由下至上最多可穿过上下平行的两条线段;从左右来看,这条直线最多可穿过左右平行的四条线段;这样直线L最多可穿过3×3的大正方形中的六条线段,从而直线L上会产生6个交点,这6个交点之间的5条线段,每条会落在一个不同的正方形内,因此直线L最多能经过5个小正方形.
问题解决:
(1)有同样大小的小正方形16个,拼成如图4所示的4×4的一个大的正方形.请问如果用一条直线穿过这个大正方形的话,最多可以穿过7个小正方形?
(2)有同样大小的小正方形100个,拼成10×10的一个大的正方形.请问如果用一条直线穿过这个大正方形的话,最多可以穿过19个小正方形?
(3)有同样大小的小正方形256个,拼成16×16的一个大的正方形.请问如果用一条直线穿过这个大正方形的话,最多可以穿过31个小正方形?
(4)请问如果用一条直线穿n×n大正方形的话,最多可以穿过2n-1个小正方形?
拓展探究:
(5)请问如果用一条直线穿2×3大长方形的话(如图5),最多可以穿过4个小正方形?
(6)请问如果用一条直线穿3×4大长方形的话(如图6),最多可以穿过6个小正方形?
(7)请问如果用一条直线穿m×n大长方形的话,最多可以穿过m+n-1个小正方形?
请将你的推理过程进行简要的叙述.
类比探究:由二维的平面我们可以联想到三维的立体空间,平面中的正方形中四条边可联想到正方体中的正方形的六个面,类比上面问题解决的方法解决如下问题.
(8)如图①有同样大小的小正方体8个,拼成如图①所示的2×2×2的一个大的正方体.请问如果用一条直线穿过这个大正方体的话,最多可以穿过多少个小正方体?

(9)请问如果用一条直线穿过n×n×n大正方体的话,最多可以穿过多少个小正方体?
 0  280648  280656  280662  280666  280672  280674  280678  280684  280686  280692  280698  280702  280704  280708  280714  280716  280722  280726  280728  280732  280734  280738  280740  280742  280743  280744  280746  280747  280748  280750  280752  280756  280758  280762  280764  280768  280774  280776  280782  280786  280788  280792  280798  280804  280806  280812  280816  280818  280824  280828  280834  280842  366461 

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